内存映射文件原理及实例

核心提示：本课中我们将要讲解内存映射文件并且演示如何运用它，您将会发现使用内存映射文件是非常简单的，内存映射文件原理及实例， 理论：如果您仔细地研究了前一课的例子， 就会发现它有一个严重的缺陷：如果您想读的内容大于系统分配的内存块怎么办？如果您想搜索的字符串刚好超过内存块的边界又该如何处理？对于第一个问题，该程序将会把打开的文件

本课中我们将要讲解内存映射文件并且演示如何运用它。您将会发现使用内存映射文件是非常简单的。
理论：
如果您仔细地研究了前一课的例子， 就会发现它有一个严重的缺陷：如果您想读的内容大于系统分配的内存块怎么办？如果您想搜索的字符串刚好超过内存块的边界又该如何处理？对于第一个问题，您也许会说，只要不断地读就不解决了吗。至于第二个问题，您又会说在内存块的边界处做一些特别的处理，譬如放上一些标志位就可以了。原理上确实是行得通，但是这随问题复杂程度加深而显得非常难以处理。其中的第二个问题是有名的边界判断问题，程序中许许多多的错误都是由此引起。想一想，如果我们能够分配一个能够容纳整个文件的大内存块该多好啊，这样这两个问题不都迎刃而解了吗？是的，WIN32的内存映射文件确实允许我们分配一个装得下现实中可能存在的足够大的文件的内存。

利用内存映射文件您可以认为操作系统已经为您把文件全部装入了内存，然后您只要移动文件指针进行读写即可了。这样您甚至不需要调用那些分配、释放内存块和文件输入/输出的API函数，另外您可以把这用作不同的进程之间共享数据的一种办法。运用内存映射文件实际上没有涉及实际的文件操作，它更象为每个进程保留一个看得见的内存空间。至于把内存映射文件当成进程间共享数据的办法来用，则要加倍小心，因为您不得不处理数据的同步问题，否则您的应用程序也许很可能得到过时或错误的数据甚至崩溃。本课中我们将主要讲述内存映射文件，将不涉及进程间的同步。WIN32中的内存映射文件应用非常广泛，譬如：即使是系统的核心模块---PE格式文件装载器也用到了内存映射文件，因为PE格式的文件并不是一次性加载到内存中来的，譬如他它在首次加载时只加载必需加载的部分，而其他部分在用到时再加载，这正好可以利用到内存映射文件的长处。实际中的大多数文件存取都和PE加载器类似，所以您在处理该类问题时也应该充分利用内存映射文件。

内存映射文件本身还是有一些局限性的，譬如一旦您生成了一个内存映射文件，那么您在那个会话期间是不能够改变它的大小的。所以内存映射文件对于只读文件和不会影响其大小的文件操作是非常有用的。当然这并不意味着对于会引起改变其大小的文件操作就一定不能用内存影射文件的方法，您可以事先估计操作后的文件的可能大小，然后生成这么大小一块的内存映射文件，然后文件的长度就可以增长到这么一个大小。 我们的解释够多的了，接下来我们就看看实现的细节：

调用CreateFile打开您想要映射的文件。
调用CreateFileMapping，其中要求传入先前CreateFile返回的句柄，该函数生成一个建立在CreateFile函数创建的文件对象基础上的内存映射对象。
调用MapViewOfFile函数映射整个文件的一个区域或者整个文件到内存。该函数返回指向映射到内存的第一个字节的指针。
用该指针来读写文件。
调用UnmapViewOfFile来解除文件映射。
调用CloseHandle来关闭内存映射文件。注意必须传入内存映射文件的句柄。
调用CloseHandle来关闭文件。注意必须传入由CreateFile创建的文件的句柄。
例子：
下面的例子允许用户通过“打开文件”对话框来打开一个文件，然后用内存映射文件来打开该文件，如果成功，窗口的标题条会显示打开的文件的名称，您可以通过选择“File/Save”菜单项来把换名保存。该程序将会把打开的文件的内容存到新文件中去。注意，这整个过程您根本就没有用到GlobalAlloc这样的分配内存的函数。
.386
.model flat,stdcall
WinMain proto :DWORD,:DWORD,:DWORD,:DWORD
include \masm32\include\windows.inc
include \masm32\include\user32.inc
include \masm32\include\kernel32.inc
include \masm32\include\comdlg32.inc
includelib \masm32\lib\user32.lib
includelib \masm32\lib\kernel32.lib
includelib \masm32\lib\comdlg32.lib

.const
IDM_OPEN equ 1
IDM_SAVE equ 2
IDM_EXIT equ 3
MAXSIZE equ 260

.data
ClassName db "Win32ASMFileMappingClass",0
AppName db "Win32 ASM File Mapping Example",0
MenuName db "FirstMenu",0
ofn OPENFILENAME <>
FilterString db "All Files",0,"*.*",0
db "Text Files",0,"*.txt",0,0
buffer db MAXSIZE dup(0)
hMapFile HANDLE 0 ; Handle to the memory mapped file, must be
;initialized with 0 because we also use it as
;a flag in WM_DESTROY section too

.data?
hInstance HINSTANCE ?
CommandLine LPSTR ?
hFileRead HANDLE ? ; Handle to the source file
hFileWrite HANDLE ? ; Handle to the output file
hMenu HANDLE ?
pMemory DWORD ? ; pointer to the data in the source file
SizeWritten DWORD ? ; number of bytes actually written by WriteFile

.code
start:
invoke GetModuleHandle, NULL
mov hInstance,eax
invoke GetCommandLine
mov CommandLine,eax
invoke WinMain, hInstance,NULL,CommandLine, SW_SHOWDEFAULT
invoke ExitProcess,eax

WinMain proc hInst:HINSTANCE,hPrevInst:HINSTANCE,CmdLine:LPSTR,CmdShow:DWORD
LOCAL wc:WNDCLASSEX
LOCAL msg:MSG
LOCAL hwnd:HWND
mov wc.cbSize,SIZEOF WNDCLASSEX
mov wc.style, CS_HREDRAW or CS_VREDRAW
mov wc.lpfnWndProc, OFFSET WndProc
mov wc.cbClsExtra,NULL
mov wc.cbWndExtra,NULL
push hInst
pop wc.hInstance
mov wc.hbrBackground,COLOR_WINDOW+1
mov wc.lpszMenuName,OFFSET MenuName
mov wc.lpszClassName,OFFSET ClassName
invoke LoadIcon,NULL,IDI_APPLICATION
mov wc.hIcon,eax
mov wc.hIconSm,eax
invoke LoadCursor,NULL,IDC_ARROW
mov wc.hCursor,eax
invoke RegisterClassEx, addr wc
invoke CreateWindowEx,WS_EX_CLIENTEDGE,ADDR ClassName,\
ADDR AppName, WS_OVERLAPPEDWINDOW,CW_USEDEFAULT,\
CW_USEDEFAULT,300,200,NULL,NULL,\
hInst,NULL
mov hwnd,eax
invoke ShowWindow, hwnd,SW_SHOWNORMAL
invoke UpdateWindow, hwnd
.WHILE TRUE
invoke GetMessage, ADDR msg,NULL,0,0
.BREAK .IF (!eax)
invoke TranslateMessage, ADDR msg
invoke DispatchMessage, ADDR msg
.ENDW
mov eax,msg.wParam
ret
WinMain endp

WndProc proc hWnd:HWND, uMsg:UINT, wParam:WPARAM, lParam:LPARAM
.IF uMsg==WM_CREATE
invoke GetMenu,hWnd ;Obtain the menu handle
mov hMenu,eax
mov ofn.lStructSize,SIZEOF ofn
push hWnd
pop ofn.hWndOwner
push hInstance
pop ofn.hInstance
mov ofn.lpstrFilter, OFFSET FilterString
mov ofn.lpstrFile, OFFSET buffer
mov ofn.nMaxFile,MAXSIZE
.ELSEIF uMsg==WM_DESTROY
.if hMapFile!=0
call CloseMapFile
.endif
invoke PostQuitMessage,NULL
.ELSEIF uMsg==WM_COMMAND
mov eax,wParam
.if lParam==0
.if ax==IDM_OPEN
mov ofn.Flags, OFN_FILEMUSTEXIST or \
OFN_PATHMUSTEXIST or OFN_LONGNAMES or\
OFN_EXPLORER or OFN_HIDEREADONLY
invoke GetOpenFileName, ADDR ofn
.if eax==TRUE
invoke CreateFile,ADDR buffer,\
GENERIC_READ ,\
0,\
NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE,\
NULL
mov hFileRead,eax
invoke CreateFileMapping,hFileRead,NULL,PAGE_READONLY,0,0,NULL
mov hMapFile,eax
mov eax,OFFSET buffer
movzx edx,ofn.nFileOffset
add eax,edx
invoke SetWindowText,hWnd,eax
invoke EnableMenuItem,hMenu,IDM_OPEN,MF_GRAYED
invoke EnableMenuItem,hMenu,IDM_SAVE,MF_ENABLED
.endif
.elseif ax==IDM_SAVE
mov ofn.Flags,OFN_LONGNAMES or\
OFN_EXPLORER or OFN_HIDEREADONLY
invoke GetSaveFileName, ADDR ofn
.if eax==TRUE
invoke CreateFile,ADDR buffer,\
GENERIC_READ or GENERIC_WRITE ,\
FILE_SHARE_READ or FILE_SHARE_WRITE,\
NULL,CREATE_NEW,FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE,\
NULL
mov hFileWrite,eax
invoke MapViewOfFile,hMapFile,FILE_MAP_READ,0,0,0
mov pMemory,eax
invoke GetFileSize,hFileRead,NULL
invoke WriteFile,hFileWrite,pMemory,eax,ADDR SizeWritten,NULL
invoke UnmapViewOfFile,pMemory
call CloseMapFile
invoke CloseHandle,hFileWrite
invoke SetWindowText,hWnd,ADDR AppName
invoke EnableMenuItem,hMenu,IDM_OPEN,MF_ENABLED
invoke EnableMenuItem,hMenu,IDM_SAVE,MF_GRAYED
.endif
.else
invoke DestroyWindow, hWnd
.endif
.endif
.ELSE
invoke DefWindowProc,hWnd,uMsg,wParam,lParam
ret
.ENDIF
xor eax,eax
ret
WndProc endp

CloseMapFile PROC
invoke CloseHandle,hMapFile
mov hMapFile,0
invoke CloseHandle,hFileRead
ret
CloseMapFile endp

end start